La via AMPK, la combustione dei grassi e altro ancora?

La via AMPk agisce come un sensore energetico che, quando si attiva in determinati tessuti, aumenta la combustione dei grassi.

La via AMPk partecipa anche a diverse vie della longevità e può promuovere un invecchiamento sano. Tuttavia, dal punto di vista degli obiettivi che hai, sia a livello muscolare sia per quanto riguarda la combustione dei grassi, ci sono alcune questioni chiave.

Oltre ad attivare le vie cataboliche che generano ATP, questa via disattiva anche quasi tutte le principali vie anaboliche.

Questa «ruota» di obiettivi mostra i sottoprocessi attraverso i quali questa via induce o inibisce altri processi.

La AMPk è stata definita originariamente per la sua capacità di fosforilare e inattivare sia l'acetil-CoA carbossilasi (ACC1) sia la 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA reduttasi (HMGR), enzimi regolatori chiave rispettivamente della sintesi degli acidi grassi e degli steroli [139,140].

La sintesi degli acidi grassi si sviluppa attraverso diversi processi; pertanto, quando cerchi di perdere peso bruciando grassi, dovresti in qualche modo comprenderli.

La AMPk: l'enzima energetico

L'enzima AMPk (proteina chinasi attivata dall'AMP 5′) svolge un ruolo chiave nell'equilibrio energetico… tutti gli esseri viventi, dai lieviti agli esseri umani, possiedono questo enzima…

L'enzima può rilevare il livello di energia (il numero di molecole di ATP) in una cellula e aiuta a regolare le risposte quando è troppo basso o alto.

La AMPk viene prodotta in diversi tessuti, tra cui il fegato, il cervello, le cellule adipose e i muscoli [1]. E, sebbene la sua attività dipenda da fattori esterni come la dieta e l'esercizio fisico, tutti la ereditiamo dai nostri genitori.

La AMPk e la stimolazione del metabolismo

La AMPk nell'ipotalamo rileva il nostro livello di produzione di energia nell'organismo (sotto forma di ATP), aumenta il dispendio energetico e può anche aumentare l'appetito (quando si attiva nell'ipotalamo).

Quando l'energia cellulare è bassa, la AMPk si attiva e agisce su una varietà di processi, la cui risposta netta è un aumento della produzione di energia e una diminuzione coordinata dell'utilizzo dell'energia (ATP).

La AMPk ipotalamica aumenta l'appetito, aumenta la produzione e l'assorbimento di glucosio, riduce la produzione di calore e diminuisce la produzione di energia [2].

Sebbene sia probabile che questa via sia coinvolta nel controllo cellulare nella maggior parte delle cellule dell’organismo, ci concentriamo su:

• Il fegato,
• Le cellule adipose, il muscolo scheletrico e
• Il cervello, nello specifico l’ipotalamo, che è l’area principalmente coinvolta nell’appetito, nella fame e nella regolazione del peso corporeo.

Per spiegare la sua azione, analizziamo il suo ruolo nel metabolismo dei carboidrati, dei grassi e delle proteine nei tessuti periferici e nella regolazione del peso corporeo nel cervello.

L’AMPK: carboidrati e grassi

Per quanto riguarda i carboidrati, l’attivazione dell’AMPK inibisce l’immagazzinamento del glicogeno e aumenta l’assorbimento del glucosio; per questo sembra essere fortemente coinvolta nel miglioramento della sensibilità all’insulina.

Quindi, cosa succede al metabolismo dei grassi?

• Nel fegato, la sua attivazione riduce la sintesi degli acidi grassi e del colesterolo.
• Nelle cellule muscolari, la sua attivazione aumenta l’ossidazione degli acidi grassi, cioè viene bruciato più grasso.

Sembra inoltre che l’attivazione dell’AMPK sia una delle chiavi del modo in cui l’allenamento di forza provoca adattamenti, come una maggiore sintesi delle proteine mitocondriali [3].

Nelle cellule adipose, ciò riduce sia la sintesi degli acidi grassi sia la lipolisi, inibendo la lipasi ormone-sensibile.

L’AMPK: e i muscoli?

OK, finora tutto bene, vero? Fatta eccezione per l’inibizione della lipolisi, l’attivazione dell’AMPK sembra fantastica, perché aumenta l’assorbimento del glucosio e l’ossidazione degli acidi grassi nelle cellule del muscolo scheletrico.

Allora, perché non aumentarne continuamente i livelli?

• La prima ragione è che la sua attivazione sopprime la sintesi proteica riducendo la via anabolica mTOR, che è fortemente coinvolta nella sintesi proteica [4].
• Il quadro generale è che spegne i processi energeticamente costosi, come la sintesi proteica, e attiva i processi di produzione di energia, come l’ossidazione del glucosio e dei grassi.

Quindi, l’inibizione della sintesi delle proteine del muscolo scheletrico è la prima risposta. Per esempio, può sopprimere PPAR alfa e PPAR gamma, due proteine importanti che regolano il metabolismo e l’espressione genica.

• La seconda ragione riguarda gli effetti dell’attivazione dell’AMPK nel cervello, dove la sua attivazione ha un effetto negativo: aumenta l’appetito.
• La grelina, che tende ad aumentare l’appetito e l’assunzione di cibo, aumenta i livelli di AMPk nel cervello, mentre la leptina, che tende a ridurre l’appetito e l’assunzione di cibo (più o meno), ne diminuisce i livelli.

Inoltre, la disponibilità di nutrienti influisce sull’AMPk cerebrale (probabilmente attraverso la leptina e la grelina). Se diminuisci l’appetito, aumenti i livelli di AMPk nel muscolo, e puoi farlo mediante un soppressore dell’appetito, se non riesci a controllarlo quotidianamente.

Multifunzioni: mitocondri e altro?

Oltre ai processi legati alla perdita di grasso attraverso un meccanismo ben studiato, inoltre:

• Promuove il riciclo cellulare, controllando la qualità delle subunità molecolari e cellulari degradando le proteine danneggiate o mal ripiegate e persino i mitocondri danneggiati, generando così energia.
• Regola i mitocondri e ha la capacità di migliorarne l’attività sia nel breve sia nel lungo periodo, rinnovandoli persino.

In un certo senso, la riduzione dell’attività mitocondriale riduce notevolmente la prestazione muscolare [5].

• La AMPk agisce inoltre come antiossidante, perché aumenta la difesa antiossidante durante lo stress ossidativo. Lo fa mediante la produzione di diverse proteine antiossidanti, come NRF2, la superossido dismutasi e la proteina disaccoppiante 2 (UCP2) [6].
• Sorprendentemente, aiuta a fornire ossigeno durante il sonno o in altitudine e protegge così dall’instabilità respiratoria acuta (come l’ipossia).
• Aumenta il flusso sanguigno attraverso la vasodilatazione (dilatazione dei vasi sanguigni), stimolando il rilascio di ossido nitrico nei vasi sanguigni [7].
• L’attivazione di AMPk migliora la sensibilità all’insulina, che è un elemento chiave sia per la definizione muscolare sia per l’aumento della massa muscolare. [6].

Cosa succede con l’infiammazione

In un interessante ciclo, la AMPk può ridurre l’infiammazione ed essere a sua volta ridotta dall’infiammazione.

• Quando viene attivata, esercita anche potenti effetti antinfiammatori.
• Inibisce l’infiammazione agendo indirettamente sull’agente NFκB, un attivatore chiave dell’infiammazione [6].

Sebbene la AMPk possa avere molti effetti benefici sull’infiammazione cronica, generalmente si riduce in tali condizioni.

In questo contesto ti suggeriamo di usare gli omega-3, che oltre ad attivare la segnalazione AMPk/PGC-1alfa, hanno un notevole potere antinfiammatorio [8].

I legami con la longevità

Alcuni ricercatori ritengono che l’aumento, correlato all’età, dei livelli di infiammazione cronica sia responsabile della soppressione dell’attività di AMPk nel tempo.

Tuttavia, la sua attivazione può favorire molteplici vie della longevità e promuovere un invecchiamento sano, soprattutto riducendo la produzione di alcune proteine e migliorando l'autofagia (il rinnovamento dei mitocondri cellulari).

Le vie della longevità della AMPk:

• Attiva le proteine della longevità FOXO.
• Attiva il principale regolatore antiossidante NRF2.
• Inibisce il «regolatore principale» della lipogenesi SREBPc.
• Inibisce indirettamente la via mTOR.

La ricerca sulla longevità è un campo controverso e non si conosce il ruolo preciso dell'enzima; tuttavia, i meccanismi di attivazione di diversi elementi legati alla longevità sono ben definiti.

Come attivare la via AMPk

Non esiste alcuna magia né formula segreta; tuttavia, ci sono quattro o cinque fattori che ne favoriscono l'attivazione per bruciare i grassi.

Innanzitutto, quando ci si allena ad alta intensità, l'ATP si trasforma in ADP, per poi trasformarsi in AMP, attivando così la AMPk. L'attivazione stimola il GLUT-4 (complesso trasportatore), inducendo una maggiore glicolisi; in questo scenario, la disponibilità di glicogeno è il fattore che permette di utilizzare substrati come i grassi per ottenere energia.

• L'esercizio utilizza energia (sotto forma di ATP) e la conseguente carenza energetica stimola la AMPk attraverso le contrazioni muscolari. Gli effetti si manifestano mediante una maggiore sensibilità all'insulina.
• La restrizione calorica attiva la AMPk attraverso molteplici meccanismi; uno di questi è la secrezione di adiponectina da parte delle cellule adipose, che la attiva in molteplici tessuti, compresi i muscoli scheletrici.

In caso di inibizione o soppressione, esistono alcuni processi determinati che producono l'effetto contrario.

• I livelli elevati di glucosio.
• i livelli elevati di aminoacidi, in particolare degli aminoacidi a catena ramificata.
• L'eccesso di grassi saturi e,
• Anche l'insulina elevata inibisce la AMPk.

Inoltre, a livello ormonale, le citochine antinfiammatorie attivano la AMPk, mentre le citochine proinfiammatorie la sopprimono.

L'integrazione e la AMPk

Un modo indiretto che aiuta a bruciare i grassi in modo efficace consiste nell'utilizzare questa via e, a tale scopo, oltre a ridurre l'infiammazione mediante gli omega-3 o utilizzando gli inibitori dell'appetito, esistono altri apporti naturali.

La quercetina vegetale, che si trova solitamente nella frutta, nella verdura e nei cereali, attiva o aumenta la AMPk nelle cellule adipose, nel fegato e nei muscoli, ma inibisce la sua controparte ipotalamica [9] e lo stesso avviene, in certa misura, con molti integratori rivitalizzanti.

Vari ginsenosidi presenti nel ginseng attivano l’AMPK, determinando un aumento dell’assorbimento del glucosio, una riduzione dei livelli di trigliceridi e colesterolo nel fegato e l’inibizione della produzione di grassi e glucosio nel fegato [10].

L’acetil-L-carnitina (ALC) inibisce la resistenza all’insulina attraverso la via dell’AMPK nelle cellule del muscolo scheletrico, favorendo così migliori prestazioni e, in definitiva, una maggiore sensibilità nell’assorbimento dei nutrienti essenziali nel periodo post-allenamento [11].

Riferimenti

1. Cell Metabolism – 2005: La proteina chinasi attivata dall’AMP: un antico indicatore energetico offre spunti per la comprensione moderna del metabolismo
2. Neural Plast. – 2016: L’AMPK ipotalamica come regolatore dell’omeostasi energetica
3. Aschenback, WG et. al. La proteina chinasi attivata dall’adenosina monofosfato 5′, il metabolismo e l’esercizio fisico. Sports Med (2004) 91-103.
4. Bolster, DR. La proteina chinasi attivata dall’AMP sopprime la sintesi proteica nel muscolo scheletrico del ratto attraverso la riduzione della segnalazione del bersaglio della rapamicina nei mammiferi (mTOR). J Biol Chem (2002) 277: 23977-23980.
5. Cell Metab. – 2015: L’AMPK al crocevia del metabolismo energetico e dell’invecchiamento
6. Exp Mol Med- 2016: Regolazione e funzione dell’AMPK nella fisiologia e nelle malattie
7. Vascul Pharmacol – 2015: L’AMPK vascolare come bersaglio interessante nel trattamento delle complicanze vascolari dell’obesità
8. Mar Drugs – 2019: L’olio di pesce arricchito con acidi grassi omega-3 attiva la segnalazione AMPK/PGC-1alfa e previene la perdita di massa muscolare scheletrica correlata all’obesità
9. J Nutr Biochem – 2014: La quercetina inibisce l’attivazione di AMPK/TXNIP e riduce le lesioni infiammatorie, migliorando il difetto di segnalazione dell’insulina nell’ipotalamo di ratti alimentati con una dieta ricca di fruttosio
10. Exp Mol Med – 2016: Attivatori dell’AMPK: meccanismi d’azione e attività fisiologiche
11. Science Direct – 2009: L’acetil-L-carnitina inibisce la resistenza all’insulina indotta dal TNF-α attraverso la via dell’AMPK nelle cellule del muscolo scheletrico del ratto